DE19517198C1 - Verfahren zur Führung der Hubstellung eines Stellgliedes - Google Patents

Description

Bei den üblichen Stelleinrichtungen, bei denen die Füh­ rung der Hubstellung eines Stellgliedes unter deren Rückmeldung erfolgt, sind für einen hinreichenden funk­ tionalen Zusammenhang von Führungsgröße und Hubstellung meist aufwendige Einstell- und Abgleicharbeiten erfor­ derlich. Dies gilt insbesondere, wenn ein nichtpropor­ tionaler Zusammenhang von Führungsgröße und Hubstellung gewünscht ist.

Wenn die Stelleinrichtung in analoger Technik ausgeführt ist, sind Nullpunkt-, Bereichs-, Verstärkungsabgleiche u. a. manuell durchzuführen, was mit Einstellungsungenauig­ keiten und mit gegenseitig voneinander abhängigen Ein­ stellungen einhergeht. Die Herstellung eines gewünschten nichtproportionalen Zusammenhangs von Führungsgröße und Hubstellung ist hierbei recht aufwendig und meist nur mit Zusatzeinrichtungen zu realisieren.

Wenn die Stelleinrichtung in digitaler Technik ausge­ führt ist, ist die Wirkungsweise in der Einrichtung durch einen vorgegebenen Programmablauf und durch Einga­ be von Zahlenwerten festgelegt. Eine Änderung der Wir­ kungsweise der Einrichtung ist meist nur durch eine Pro­ grammänderung oder nur durch eine vorher im Programmab­ lauf hinterlegte Variationsmöglichkeit zu bewerkstelligen.

Aus der DE 43 23 439 A1 ist es bekannt, einen nicht­ linearen Prozeß durch eine Anordnung zu modellieren, die ein neuronales Netz aufweist, dessen Funktion durch Trainieren von Meßdaten bestimmt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsmäßigen Art zu schaffen, das die Einstell- und Abgleicharbeiten der Einrichtung minimiert und wei­ testgehend automatisiert, wobei ein gewünschter funktio­ naler Zusammenhang von Führungsgröße und Hubstellung oh­ ne die Installation von Zusatzeinrichtungen bzw. Pro­ grammänderungen bewirkt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzei­ chen des Hauptanspruches aufgeführten Merkmale gelöst. Besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren wird so vorgegangen, daß bei der erstmaligen Inbetriebnahme der Stelleinrichtung in einem ersten Schritt für einen monotonen, insbesondere proportionalen Zusammenhang von Führungsgröße und Hubstellung die minimalen und die ma­ ximalen Grenzwerte des gewünschten Führungsgrößenwirkbe­ reiches und des gewünschten Hubstellungswirkbereiches eingestellt, abgespeichert und danach dem Eingang eines vorwärtsgerichteten, mehrschichtigen künstlichen neurona­ len Netzes (künftig Netz genannt) zugeführt werden und dort in einer einmalig ablaufenden Netzlernphase als Trainingsmuster für vorgebbare Hubstellungen des Stell­ gliedes dienen, und daß für den Normalbetrieb der Ein­ richtung in einem zweiten Schritt das Führungsgrößensig­ nal und das Hubstellungssignal als Eingangsgröße für das dann in dieser Betriebsphase der Einrichtung reproduktiv arbeitende Netz veranlassen, das dem gelernten funk­ tionalen Zusammenhang von Führungsgröße und Hubstellung entsprechende Stellsignal über eine nachfolgende Kompa­ ratorschaltstufe an das angeschlossene Stellglied aus zu­ geben.

Das Netz hat einen vorwärtsgerichteten Wirkungsablauf und ist dreischichtig aufgebaut. Es besitzt für den Fall eines einfachen proportionalen Zusammenhanges von Füh­ rungsgröße und Hubstellung zwei Eingänge und zwei Aus­ gänge.

In der Netzlernphase werden nach einem festgelegten Ab­ laufvorgang die Kombinationen der Grenzwerte von Füh­ rungsgrößenwirkbereich und Hubstellungswirkbereich als Eingangsmusterpaare und drei definierte Netzausgangs­ sollwerte als Ausgangsmusterpaare dem Netz zyklisch vor­ gestellt.

Das Netz wird nun so trainiert, daß bei Gleichheit von Führungsgrößensignal und Hubstellungssignal an beiden Netzausgängen das halbe Netzausgangssignal entsteht, und daß bei maximalem Führungsgrößensignal und bei minimalem Hubstellungssignal am ersten Netzausgang ein maximales Netzausgangssignal und am zweiten Netzausgang ein mini­ males Netzausgangssignal erzeugt werden, und daß umge­ kehrt bei minimalem Führungsgrößensignal und bei maxima­ lem Hubstellungssignal am ersten Netzausgang ein minima­ les Netzausgangssignal und am zweiten Netzausgang ein maximales Netzausgangssignal entstehen.

Das Netz lernt den Zusammenhang von Führungsgröße und Hubstellung in kleinen Schritten. Dies geschieht derart, daß wiederholt eine Rechenvorschrift, die schrittweise jedes Gewicht im Netz in Richtung des optimalen Wertes korrigiert, angewendet wird. Bei jedem Schritt wird das sich entwickelnde Netz überprüft und diejenigen Gewichte der Neuronen, die einen Fehler gemacht haben, um den Be­ trag, der den Fehler kompensiert, korrigiert. Es werden soviel Schritte ausgeführt, bis keine falschen Gewichte mehr vorliegen, oder bis der Gesamtfehler des Netzes ei­ nem zuvor definierten Wert entspricht.

Im Normalbetrieb der Vorrichtung, d. h., wenn die Hub­ stellung des Stellgliedes durch die Führungsgröße vorge­ geben werden soll, arbeitet das Netz reproduktiv. Dazu werden an die Eingänge des Netzes das aktuelle Führungs­ größensignal und das aktuelle Hubstellungssignal gelegt, aus denen dann das Netz mit den aus der Netzlernphase gelernten und in einem nichtflüchtigen Speicher hinter­ legten Gewichten die Ausgangssignalwerte des Netzes nach einer vorgegebenen Rechenvorschrift zyklisch berechnet.

Nach jedem Berechnungszyklus des Netzes werden die bei­ den Ausgangssignalwerte des Netzes je einem Komparator zugeführt und dort mit einem Schwellwert verglichen, der um die Hälfte eines vorgegebenen Totzonenbereiches der Aus­ gangssignalwerte höher ist als das halbe Netzausgangs­ signal.

Sobald bei einem Komparator der Schwellwert überschrit­ ten wird, erfolgt dessen Aktivierung, wodurch eine nach­ folgende und signalverstärkende Schaltstufe den an sie angeschlossenen Stellmotor des Stellgerätes in Aktion versetzt und somit eine richtungsbestimmende Stellhubän­ derung des Stellgliedes bewirkt. Der Stellhub wird über einen am Stellgerät angebrachten elektrischen Stellweg­ aufnehmer direkt erfaßt und der Einrichtung elektrisch zugeführt, womit der Regelkreis geschlossen ist.

Die Einrichtung erfordert weder den manuellen Abgleich be­ züglich Übertragungsfunktion, Meßbereichsanpassung und Regelparameter noch benötigt sie vorformulierte und in der Einrichtung hinterlegte Programmabläufe oder Zahlen­ werteeingaben für die Zusammenhänge von Führungsgrößen und Hubstellungen des Stellgliedes.

Ein Ausführungsbeispiel einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden, in digitaler Technik ausgeführten Stelleinrichtung wird nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 ein Prinzipblockschaltbild einer Einrichtung mit einem ange­ schlossenen Stellgerät;

Fig. 2 die Frontplatte der Einrichtung mit den Bedienelementen;

Fig. 3 einen exemplarischen Sollzusammen­ hang von Führungsgröße und Hubstel­ lung des Stellgliedes;

Fig. 4 einen beispielhaften Sollzusammen­ hang zwischen der Hubstellung des Stellgliedes und eines nach außen zu übertragenden Hubstellungssig­ nals,

Fig. 5 ein Teilblockschaltbild der Einrich­ tung zum Erfassen des Führungsgrö­ ßenwirkbereiches und des Hubstel­ lungswirkbereiches;

Fig. 6 ein Teilblockschaltbild der Einrich­ tung für das Trainieren des Netzes; und

Fig. 7 ein Teilblockschaltbild der Einrich­ tung zur Führung der Hubstellung des Stellgliedes.

Fig. 1 zeigt das Prinzipblockschaltbild einer Einrich­ tung im Normalbetrieb. Die Führungsgröße W wird über den Differenzverstärker 1, den Analog-Digital-Wandler 2 und dem Umschalter 9 dem Eingang A des Netzes 3 und der Steuereinrichtung 4 sowie der Speichervorrichtung 5 zu­ geführt. Ebenso wird das Hubstellungssignal X, das im Stellwegaufnehmer 6 ermittelt wird, über den Differenz­ verstärker 7 und den Analog-Digital-Wandler 8 dem Ein­ gang B des Netzes zugeführt.

Die Ausgänge C und D des Netzes sind über den Umschalter 9 mit den Eingängen der Komparatoren 10 und 11 verbun­ den. Der Ausgang C des Netzes ist weiter über den Um­ schalter 9 mit dem Eingang des Digital-Analog-Wandlers 12 verbunden. An die Ausgänge der Komparatoren 10 und 11 sind jeweils die schaltungsverstärkenden Stufen 13 und 14 angeschlossen, und an deren Ausgängen Y der Stellmo­ tor 15 des Stellgerätes 16 liegt. Über den am Digital- Analog-Wandler 12 ausgangsseitig angeschlossenen Signal­ verstärker 17 erfolgt die Ausgabe des fernwirkenden Hub­ stellungssignal X_stell in einem vorgegebenen Signalbe­ reich.

Im Normalbetrieb der Einrichtung, nach Einschalten der Betriebsart "Automatikbetrieb", arbeitet das Netz 3 reproduktiv. Die Steuereinrichtung 4 veranlaßt zu Beginn einer jeden Netzzyklusphase das Laden der Gewichte aus der Speichervorrichtung 5 in das Netz, wobei in alter­ nierender Folge einmal die Gewichte für die Berechnung der Stellsignale Y und einmal die Gewichte für die Be­ rechnung des nach außen zu übertragenden Hubstellungs­ signals X_stell geladen werden, liest danach das Füh­ rungsgrößensignal W und das Hubstellungssignal X ein und startet anschließend den Reproduktionsablauf des Netzes.

Am Ende einer jeden Netzzyklusphase, d. h. nach erfolg­ tem Reproduktionsablauf des Netzes 3, veranlaßt die Steuereinrichtung 4 die Weiterleitung der berechneten Ausgangssignalwerte über den Umschalter 9 an die Kompa­ ratoren 10 und 11 bzw. an den Digital-Analog-Wandler 12, schaltet danach den Umschalter 9 um und startet an­ schließend einen neuen Netzzyklusablauf. Die Eingangs­ werte der Komparatoren 10 und 11 sowie der Eingangswert des Digital-Analog-Wandlers 12 werden bis zum Eintreffen eines nächsten Signalwertes gespeichert.

In Fig. 2 ist die Frontplatte der Vorrichtung mit Bedienelementen dargestellt. Mit dem manuell bedienbaren Stellumschalter 18 wird die gewünschte Betriebsart der Vorrichtung eingestellt. Die Betriebsarten "Handbe­ trieb", "Automatikbetrieb", "Lernbetrieb" und "Lesebe­ trieb" sind vorgesehen.

In der Schalterstellung "Hand" läßt sich durch Drücken der Taste 19 oder der Taste 20 der angeschlosse­ ne Stellmotor 15 des Stellgerätes 16 in Aktion versetzen und eine richtungsbestimmende Stellhubänderung des Stellgliedes bewirken, wobei der Stellhub nach dem Los­ lassen der Taste 19 bzw. der Taste 20 in seiner augen­ blicklich eingenommenen Stellung verharrt.

Mit der Schalterstellung "Automatik" wird der Normalbe­ trieb der Vorrichtung eingeschaltet. Hierbei erfolgt im­ mer dann eine Aktivierung der Leuchtanzeige 21, wenn das Führungsgrößensignal und das Hubstellungssignal sich nicht in der definierten Totzone befinden, d. h., wenn der vorgegebene Zusammenhang von Führungsgröße und Hub­ stellung noch nicht erreicht ist.

In der Schalterstellung "Lernen" erfolgt in Verbindung mit einer kurzzeitigen Betätigung der Taste 22 der Start des Trainierens des Netzes 3. Solange das Netz trainiert wird, blinkt die Leuchtanzeige 21. Das Ende des Training des Netzes wird mit einem Dauerlicht der Leuchtanzeige 21 signalisiert.

Das Umschalten des Stellumschalters 18 auf die Schalter­ stellung "Lesen" erlaubt das Einlesen der minimalen und der maximalen Grenzwerte des gewünschten Führungsgrößen­ wirkbereiches und des gewünschten Hubstellungswirkberei­ ches sowie auch das Einlesen von gewünschten Zwischen­ werten, wenn der Zusammenhang von Führungsgröße und Hub­ stellung innerhalb der definierten Grenzwerte der Berei­ che nichtproportional sein soll.

Mit dem Drücken der Tasten 19 bzw. 20 wird richtungs­ bestimmend die gewünschte Hubstellung des Stellgliedes angefahren und anschließend die hierzu gewünschte Füh­ rungsgröße durch einen an die Vorrichtung angeschlosse­ nen Signalgeber eingestellt. Danach wird die Taste 22 kurzzeitig betätigt. Mit der kurzzeitigen Betätigung der Taste 22 werden der Signalwert der Führungsgröße W und der Signalwert des Hubstellungssignals X eingelesen und in der Speichervorrichtung 5 nichtflüchtig hinterlegt.

Zur Bestätigung der Signalwertübernahmen leuchtet die Leuchtanzeige 21 kurzzeitig auf. In der gleichen Art und Weise werden die nächsten gewünschten Einstellungen rea­ lisiert. Durch einen erneuten Prozedurdurchlauf lassen sich die eingelesenen und nichtflüchtig hinter legten Signalwerte ändern bzw. überschreiben.

Fig. 4 zeigt den Zusammenhang vom erfaßten Hubstel­ lungssignal X und vom auszugebenden Hubstellungssignal X_stell. Der Zusammenhang von Hubstellungssignal X und Hubstellungssignal X_stell wird - wie in Fig. 4 durch den Streckenzug LM angegeben - bei dem Trainieren des Netzes durch zwei im Netz vorgestellte Musterpaare so herge­ stellt, daß bei minimalem Grenzwert des Hubstellungssig­ nals X ein vorgegebenes kleines und bei maximalem Grenz­ wert des Hubstellungssignals X ein vorgegebenes großes Hubstellungssignal X_stell erzeugt wird.

Fig. 5 zeigt das Teilblockschaltbild der Einrichtung zum Einstellen und Erfassen von Führungsgröße und Hub­ stellung des Stellgliedes, wenn der Stellumschalter 18 auf die Schalterstellung "Lesen" eingestellt wird. Die Einstellung dieser Schalterstellung ist nur bei der erstmaligen Inbetriebnahme der Einrichtung oder bei einer Änderung des Zusammenhangs von Führungsgröße und Hubstellung von Nöten.

Mit dem Drücken der Tasten 19 bzw. 20 wird richtungsbe­ stimmend als erstes der Punkt E in Fig. 3 als gewünschte minimale Hubstellung des Stellgliedes angefahren. Die Tastersignale werden hierbei direkt zu den schaltsignal­ verstärkenden Stufen 13 bzw. 14 geleitet und von diesen als Stellsignale Y dem Stellmotor 15 des Stellgerätes 16 zugeführt. Anschließend wird hierzu das gewünschte mini­ male Führungsgrößensignal mit einem an die Einrichtung anzuschließenden Signalgeber eingestellt.

Die an den Eingängen der Differenzverstärker 1 und 7 an­ liegenden Signalwerte von Führungsgröße W und Hubstel­ lung X werden über die Analog-Digital-Wandler 2 bzw. 8 den Schalterpaaren 23, 24 und 25 zugeleitet. Mit dem erstmaligen Drücken der Taste 22 veranlaßt der Steuer­ block 4a, der einen Teil der Steuereinrichtung 4 bildet, ein kurzzeitiges Schließen des Schalterpaares 23, so daß die gewandelten Signalwerte in den Speicherblock 5a, der Teil der Speichervorrichtung 5 ist, gelangen und dort anschließend nichtflüchtig abgelegt werden.

Danach erfolgt das Fahren der Hubstellung des Stellglie­ des in den gewünschten Punkt F in Fig. 3 und das Anle­ gen der hierzu gewünschten Führungsgröße. Anschließend wird wiederum die Taste 22 kurzzeitig betätigt, wodurch jetzt der Steuerblock 4a das kurzzeitige Schließen des Schalterpaares 24 veranlaßt und somit die jetzt an den Eingängen der Differenzverstärker 1 und 7 anliegenden Signalwerte in den Speicherblock 5b nichtflüchtig hin­ terlegt werden, wobei noch zusätzlich die Hinterlegung des Füh­ rungsgrößensignals W in dem in Fig. 7 gezeigten Spei­ cherblock 5j erfolgt. Abschließend erfolgt das Fahren der Hubstellung des Stellgliedes in den gewünschten Punkt G in Fig. 3 und das Anlegen der hierzu gewünsch­ ten Führungsgröße. Ein erneutes kurzzeitiges Drücken der Taste 22 veranlaßt jetzt über das Schalterpaar 25 das nichtflüchtige Hinterlegen der jetzt an den Eingängen der Differenzverstärker 1 und 7 anliegenden Signalwerte in den Speicherblock 5c. Die Speicherblöcke 5b, 5c und 5j sind ebenfalls Teile der Speichervorrichtung 5.

Damit ist das Einstellen und Erfassen des gewünschten Zusammenhanges von Führungsgröße W und Hubstellung X des Stellgliedes beendet und es kann nun mit dem Trainieren des Netzes 3 begonnen werden.

Fig. 6 zeigt das Teilblockschaltbild der Einrichtung zum Trainieren des Netzes 3, wenn der Umstellschalter 18 auf die Schalterstellung "Lernen" eingestellt wird.

In der Netzlernphase, d. h. bei dem Trainieren des Net­ zes, werden für das Trainieren des Zusammenhanges von Führungsgröße W und Hubstellungssignal X des Stellglie­ des nach einem im Steuerblock 4b, der ein Teil der Steu­ ereinrichtung 4 ist, festgelegten Ablaufvorgang Kombina­ tionen von den in den Speicherblöcken 5a, 5b und 5c nichtflüchtig hinterlegten Führungsgrößen- und Hubstel­ lungswerten als Eingangsmusterpaare und Kombinationen von definierten Netzausgangssollwerten als Ausgangsmu­ sterpaare dem Netz zyklisch vorgestellt. Für das Trai­ nieren des Zusammenhanges von Hubstellungssignal X und dem nach außen zu übertragenden Hubstellungssignal X_stell werden ebenfalls Eingangs- und Ausgangsmusterpaa­ re dem Netz vorgestellt.

Je vier Eingangs- und Ausgangsmusterpaare werden für das Trainieren des Zusammenhanges von Führungsgröße W und Hubstellungssignal X pro Streckenzug EF und FG in Fig. 3 eingesetzt, und je zwei Eingangs- und Ausgangsmuster­ paare für das Trainieren des Zusammenhanges von Hubstel­ lungssignal X und dem nach extern zu übertragenden Hub­ stellungssignal X_stell, entsprechend Strecke LM in Fig. 4.

Das Netz wird für den Zusammenhang von Führungsgröße W und Hubstellungssignal X nun so trainiert, daß bei Gleichheit von Führungsgrößensignal und Hubstellungssig­ nal an beiden Netzausgängen C und D das halbe Netzaus­ gangssignal entsteht, und daß bei maximalem Führungs­ größensignal W und minimalem Hubstellungssignal X am Netzausgang C ein maximales und am Netzausgang D ein mi­ nimales Netzausgangssignal erzeugt werden, und daß umge­ kehrt bei minimalem Führungsgrößensignal W und maxi­ malem Hubstellungssignal X am Netzausgang C ein minima­ les und am Netzausgang D ein maximales Netzausgangssig­ nal erzeugt werden. Diese Vorgehensweise des Trainierens des Netzes wird bei jedem Streckenzug EF bzw. FG in Fig. 3 realisiert.

Der Zusammenhang von Hubstellungssignal X und dem nach außen zu übertragenden Hubstellungssignal X_stell wird so trainiert, daß bei minimalem Hubstellungssignal X ein vorgegebenes kleines und bei maximalem Hubstellungssig­ nal X ein vorgegebenes großes Netzausgangssignal am Netzausgang C entsteht.

Die für jeden Streckenzug EF und FG in Fig. 3 bzw. LM in Fig. 4 durch eine Rechenvorschrift, die nach dem Prinzip der Fehlerrückführungs-Methode arbeitet, ermit­ telten Gewichte des Netzes werden nichtflüchtig hinter­ legt, wobei im Speicherblock 5d die Werte der Gewichte vom trainierten Streckenzug EF, im Speicherblock 5e die­ jenigen vom Streckenzug FG und im Speicherblock 5f die­ jenigen vom Streckenzug LM abgelegt werden. Die Spei­ cherblöcke 5d, 5e und 5f sind wiederum Teile der Spei­ chervorrichtung 5.

Mit der kurzzeitigen Betätigung der Taste 22 beginnt das Trainieren des Netzes 3. Hierzu veranlaßt der Steuer­ block 4b als erstes das Zuführen des ersten Eingangsmu­ sterpaares vom Speicherblock 5a über den Schalter 26 an den Eingang und das Zuführen des dazugehörigen Sollaus­ gangsmusterpaares vom Speicherblock 5g über den Schalter 27 an den Ausgang des Netzes. Danach leitet der Steuer­ block eine Netzberechnung ein, beginnend mit zufällig verteilten Gewichtswerten, und berechnet die ersten Aus­ gangswerte des Netzes.

Wenn für das geladene Musterpaar ein Unterschied zwi­ schen Soll- und Istausgangswert festgestellt wird, erfolgt anhand einer Rechenvorschrift eine Korrektur der fehlerbehafteten Gewichtswerte der Neuronen um ei­ nen kleinen Betrag in eine fehlerminimierende Richtung. Danach veranlaßt der Steuerblock 4b die Zuführung des zweiten Eingangs- und Ausgangsmusterpaares an das Netz und startet eine erneute Netzberechnung mit anschließen­ der Korrektur der Gewichtswerte der Neuronen.

In alternierender Reihenfolge werden nun alle Eingangs- und Ausgangsmusterpaare dem Netz solange zugeführt und vorgestellt, bis der Gesamtfehler des Netzes einem defi­ nierten Wert entspricht bzw. diesen Wert unterschreitet. Sobald der Gesamtfehler des Netzes erreicht bzw. unter­ schritten wird, erfolgt das Einstellen des Netztrainings für die vorgestellten Eingangs- und Ausgangsmusterpaare. Anschließend werden alle ermittelten Gewichtswerte der Neuronen über den Schalter 28 in den Speicherblock 5d übertragen und dort nichtflüchtig hinterlegt.

In der gleichen Art und Weise werden automatisch nach­ folgend die Streckenzüge FG in Fig. 3 und LM in Fig. 4 trainiert und hierfür die jeweiligen Gewichtswerte der Neuronen festgestellt, wobei für das Trainieren des Streckenzuges FG in Fig. 3 die Eingangs- und Ausgangs­ musterpaare von den Speicherblöcken 5b bzw. 5h und für das Trainieren des Streckenzuges LM in Fig. 4 die Eingangs- und Ausgangsmusterpaare von den Speicher­ blöcken 5c bzw. 5i dem Netz zugeführt werden. Die Ge­ wichtswerte für die beiden trainierten Streckenzüge wer­ den ebenfalls nichtflüchtig in den Speicherblöcken 5e bzw. 5f hinterlegt. Die durch den Steuerblock 4b ange­ steuerten Schalter 29, 30, 31, 32, 33 und 34 stellen hierfür die entsprechenden Verbindungen her.

Fig. 7 zeigt das Teilblockschaltbild der Einrichtung im Normalbetrieb d. h. im Reproduktionsbetrieb des Netzes, wenn der Umstellschalter 18 auf die Schalterstellung "Automatik" eingestellt wird.

Der Steuerblock 4c, der ein Teil der Steuereinrichtung 4 ist, veranlaßt nach dem Einschalten dieser Betriebsart als erstes das Einlesen des Führungsgrößensignals W und anschließend das Laden der Gewichtswerte für die Stell­ signalberechnung in das Netz 3. Der Steuerblock 4d, der ebenfalls ein Teil der Steuereinrichtung ist, schaltet hierbei in Abhängigkeit vom Führungsgrößensignal W ent­ weder die Übertragung der Gewichtswerte vom Speicher­ block 5d oder diejenigen vom Speicherblock 5e ein.

Befindet sich das aktuelle Führungsgrößensignal im Bereich des Streckenzuges EF in Fig. 3, so werden die Gewichtswerte vom Speicherblock 5d über die Schalter 35 und 36 in das Netz 3 übertragen. Befindet sich jedoch das aktuelle Führungsgrößensignal im Bereich FG in Fig. 3, so werden die Gewichtswerte vom Speicherblock 5e über die Schalter 37 und 36 in das Netz übertragen.

Die Auswahl für die entsprechende Gewichtswerteübertra­ gung durch den Speicherblock 4d erfolgt durch Vergleich vom aktuell anliegenden Führungsgrößensignal W und dem im Speicherblock 5j nichtflüchtig hinter legten Führungs­ größenwert F in Fig. 3, der in der Betriebsphase "Lesen" der Einrichtung festgestellt wurde.

Nach dem Laden der Gewichtswerte in das Netz 3 wird als nächstes von der Steuereinrichtung 4c das Einlesen des Führungsgrößensignals W und das Einlesen des Hubstel­ lungssignal X veranlaßt und danach der Reproduktionsab­ lauf des Netzes gestartet. Am Ende des Reproduktionsab­ laufes des Netzes veranlaßt der Steuerblock 4c über den Umschalter 9 die Ausgabe der berechneten Netzausgangs­ signale zum Vergleich an die Komparatoren 10 bzw. 11 und von dort aus über die signalverstärkenden Schaltstufen 13 bzw. 14 zum Stellausgang Y der Einrichtung, schaltet dann anschließend den Umschalter 9 auf Stellung II um, öffnet danach den Schalter 36, schließt den Schalter 38 und lädt dann die Gewichtswerte vom Streckenzug LM in Fig. 4 vom Speicherblock 5f in das Netz 3.

Im Anschluß daran veranlaßt der Steuerblock 4c das Ein­ lesen des Hubstellungssignals X, startet wieder den Reproduktionsablauf des Netzes 3 und gibt am Ende des Reproduktionsablaufes das berechnete Netzausgangssignal über den Umschalter 9, den Digital-Analog-Wandler 12 und den Signalverstärker 17 das nach außen zu übertragende Hubstellungssignal X_stell aus.

Danach leitet der Steuerblock 4c automatisch wieder eine erneute Berechnung und Ausgabe von Stellsignal Y und Hubstellsignal X_stell ein. Dieser Vorgang wird solange ständig wiederholt, wie der Umstellschalter 18 die Schalterstellung "Automatik" einnimmt.

Die Eingangswerte der Komparatoren 10 und 11 sowie der Eingangswert des Digital-Analog-Wandlers 12 werden bis zum Eintreffen eines nächsten Netzausgangssignals ge­ speichert.

Claims (4)

1. Verfahren zur Führung der Hubstellung eines Stell­ gliedes, bei dem die tatsächliche Hubstellung rückge­ meldet wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
bei der erst­ maligen Inbetriebnahme der Einrichtung in einem ersten Schritt für einen direkten proportionalen Zusammenhang von Führungsgröße und Hubstellung die minimalen und die maximalen Grenzwerte des Führungsgrößenwirkbereiches und des Hubstellungswirkbereiches einem künstlichen neuronalen Netz zugeführt werden und dort in einer ein­ maligen Lernphase als Trainingsmuster für vorgebbare Hubstellungen des Stellgliedes dienen, und
daß für den Normalbetrieb der Einrichtung in einem zweiten Schritt das Führungsgrößensignal und das Hubstellungssignal als Eingangsgröße für das dann in dieser Betriebsphase der Einrichtung reproduktiv arbeitende künstliche neuronale Netz veranlassen, das dem gelernten funktionalen Zusammenhang von Führungsgröße und Hubstellung entspre­ chende Stellsignal an das Stellglied auszugeben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für einen gewünschten nichtproportionalen Zusammen­ hang von Führungsgröße und Hubstellung auswählbare Zusammenhangswerte innerhalb des definierten Führungs­ größen- und Hubstellungswirkbereiches mittels Führungs­ größensignal und Hubstellungssignal angefahren werden können und diese dann als weitere Trainingsmuster für die Lernphase des künstlichen neuronalen Netzes dienen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mehrere funktionale Zusammenhänge von Führungsgröße und Hubstellung in die Einrichtung in einem nichtflüchtigen Speicher hinterlegt und bei Bedarf individuell aufgerufen und durch das künstliche neuronale Netz reproduziert werden.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der funktionale Zusammen­ hang von Führungsgröße und Hubstellung über ein Bussy­ stem in eine örtlich entfernte Vorrichtung übermittelt oder daß ein gewünschter funktionaler Zusammenhang von Führungsgröße und Hubstellung von dort aus in die Ein­ richtung über das Bussystem übertragen, trainiert und reproduziert wird.